Tính toán một số loại liên kết thanh thành mỏng tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 1993-1-3

Bài viết này giới thiệu bài toán tối ưu sử dụng thuật giải di truyền để lựa chọn tiết diện tối ưu cho kết cấu tháp thép thỏa mãn các yêu cầu đề ra và tiết kiệm vật liệu nhất. Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng kết hợp với lập trình MATLAB có thể giải quyết các bài toán lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán một số loại liên kết thanh thành mỏng tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 1993-1-3 Tính toán một số loại liên kết thanh thành mỏng tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 1993-1-3 Calculation procedure forconnections incold-formed member by the Eurocode EN 1993-1-3 Nguyễn Lệ Thủy, Nguyễn Hồng Sơn Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Khi thiết kế tháp thép dạng giàn, việc lựa chọn Trong một số trường hợp, việc sử dụng thanh thành mỏng tạo hình nguội mang lại hiệu quả kinh tế so với các loại thanh định hình cán nóng hoặc thanh tiết diện thanh khá phức tạp đặc biệt là các tháp tổ hợp [1].Tuy nhiên, giải pháp cấu tạo và tính toán liên kết các tấm mỏng lại lớn với số lượng lên đến hàng nghìn thanh. Thông có đặc điểm riêng, không giống như đối với việc liên kết các tấm và thanh thường chọn tiết diện sơ bộ (theo các thiết kế thông thường, bởi chiều dày của thép cơ sở không quá 4,0 mm. trước hoặc tính nội lực sơ bộ rồi chọn theo nội lực đó) sau đó kiểm tra và điều chỉnh, quá trình này Bên cạnh đó “Tiêu chuẩn thiết kế - Kết cấu thép” TCVN 5575:2012 của Việt Nam không đề cập đến việc tính toán liên kết trong kết cấu thành mỏng tốn nhiều công sức tính toán và tiết diện chọn tạo hình nguội, các kỹ sư Việt Nam vẫn phải sử dụng tiêu chuẩn nước được có hiệu quả sử dụng chưa cao. Bài báo này ngoài để thiết kế, trong số đó có tiêu chuẩn của châu Âu (EN 1993-1-3), Mỹ giới thiệu bài toán tối ưu sử dụng thuật giải di (AISIS100-07 (2007)), Australian/New Zealand (AS/NZS4600:2005) và Nga truyền để lựa chọn tiết diện tối ưu cho kết cấu (SP 260.1325800.2016). Thấy rằng, bộ tiêu chuẩn thiết kế về kết cấu xây tháp thép thỏa mãn các yêu cầu đề ra và tiết kiệm dựng của châu Âu gồm có 10 phần (từ Phần 0 đến Phần 9), được sử dụng vật liệu nhất. Phương pháp phần tử hữu hạn được ở các nước châu Âu, và một số nước ở châu Á như Singapore, Malaysia, sử dụng kết hợp với lập trình MATLAB có thể giải HongKong. Tại Việt Nam, tiêu chuẩn châu Âu cũng khá quen thuộc đối với quyết các bài toán lớn. các kỹ sư, trong số đó đã có phần được chuyển dịch thành tiêu chuẩn Việt Từ khóa: Thuật giải di truyền, Tối ưu hóa, Tháp thép, Nam (ví dụ, TCVN 9386:2012), việc tìm hiểu tiêu chuẩn Việt Nam để vận Phương pháp hần tử hữu hạn dụng trong tính toán thiết kế kết cấu xây dựng nói chung và thiết kế liên kết cấu kiện thành mỏng tạo hình nguội nói riêng là cần thiết. Theo Fenster et al (1992) [3], đối với kết cấu làm từ thanh cán nóng, các Abstract liên kết chiếm khoảng 50% tổng giá trị. Tuy nhiên, đối với kết cấu sử dụng In designing steel lattice tower, the selection of bar thanh tạo hình nguội không có lý do gì để nói rằng tỷ lệ này thấp hơn (Yu et sections is complicated, especially for high towers. al, 1993). Các liên kết thanh tạo hình nguội được sử dụng cho: Usually, the selection a preliminary section (according - Liên kết các tấm thép với kết cấu đỡ (tấm mỏng với tấm dày), ví dụ: tấm to the previous designs or calculate the preliminary lợp với xà gồ, tấm tường vớixà gồ tường..; internal force and then choose that internal force) - Liên kết hai hoặc nhiều tấm mỏng với nhau (tấm mỏng - tấm mỏng), ví then check and adjust, this process takes a lot of dụ: liên kết các tấm; computational effort and section use efficiency is not high. This paper introduces the optimal problem using - Liên kết các cấu kiện thanh (tấm mỏng với tấm mỏng hoặc tấm dày với genetic algorithms to select the optimal section for steel tấm dày), ví dụ: cho các kết cấu khung, vì kèo v.v… tower structure to satisfy the requirements and save Theo đó,một số giải pháp liên kết các tấm được áp dụng phổ biến như the most materials. The finite element method used in sau [3]: conjunction with the MATLAB programming can solve - Liên kết tấm mỏng với tấm mỏng, sử dụng: vít tự khoan, vít tự cắt (self- big problems. drilling, self-tapping screws); đinh rút (blind rivets); nút dập (press-joints); liên Key words: Genetic algorithm, Optimization, Steel lattice kết hàn V đơn (single-flare V welds); hàn điểm (spot welds); liên kết dán tower, Finite element method (adhesive bonding). - Liên kết tấm mỏng với tấm dày hoặc tấm mỏng với thanh định hình, sử dụng: vít tự khoan, vít tự cắt; chốt bắn (fired pins); bu lông(bolts); hàn điểm hồ quang (arc spot puddle welds); liên kết dán. - Liên kết tấm dày với tấm dày hoặc tấm dày với thanh định hìn ...